CN116930445B - 一种行政区域界河水质污染的溯源方法 - Google Patents

一种行政区域界河水质污染的溯源方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种行政区域界河水质污染的溯源方法，包括以下步骤：将行政区域界河河段作为研究河段；根据该研究河段的水质监测历史数据，确定水质超标因子和超标时段；根据水质超标因子和超标时段，确定水质监测因子和监测时间点；将研究河段的最上游断面、最下游断面、位于最上游断面和最下游断面之间的中间断面作为水质监测断面；利用二分法原理开展溯源。本发明提供一种行政区域界河水质污染的溯源方法，该方法是基于河流水质输移衰减规律和土地开发，利用二分法原理开展溯源的一种新的技术方法，能够有效提高行政区域界河水质污染溯源的效率。

Description

一种行政区域界河水质污染的溯源方法
技术领域
本发明属于水环境保护与污染治理技术领域，具体涉及一种行政区域界河水质污染的溯源方法。
背景技术
河流污染源的控制是水环境治理的关键，点源排查和治理相对容易，而面源问题是水环境治理的难题。从目前的调查研究来看，行政区域界河往往存在于较为偏僻的区域，难以排查出河流水质污染来源，增加了行政区域界河的污染治理难度。因此，现有技术急需一种高效得到行政区域界河水质污染来源的方法。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种行政区域界河水质污染的溯源方法，可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种行政区域界河水质污染的溯源方法，包括以下步骤：
步骤1，将行政区域界河河段作为研究河段；根据该研究河段的水质监测历史数据，确定水质超标因子和超标时段；根据所述水质超标因子和所述超标时段，确定水质监测因子和监测时间点；获得所述研究河段的水质监测因子的标准浓度C 标；
步骤2，将研究河段的最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；
当达到所述监测时间点时，实时监测获得最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上、最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下以及中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中；
步骤3，判断是否满足规则1，如果满足，则表明研究河段水质超标，存在排污问题，需要进行污染溯源，则执行步骤4；
规则1：C 上≤C 标，并且，C 下 ＞C 标；
步骤4，对各水质监测断面的水质监测因子浓度实时值以及水质监测因子的标准浓度C 标进行综合分析，将污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，和/或，将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段；
如果污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，判断该上游河段的长度是否小于设定长度L 0，如果小于，执行步骤5；如果不小于，则将该上游河段作为研究河段，返回步骤2，不断缩小研究河段的范围，直至小于设定长度L 0，执行步骤5；
如果污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段，判断该下游河段的长度是否小于设定长度L 0，如果小于，执行步骤5；如果不小于，则将该下游河段作为研究河段，返回步骤2，不断缩小研究河段的范围，直至小于设定长度L 0，执行步骤5；
步骤5，对定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段进行地理分析，确定污染源位置。
优选的，步骤4中，采用以下方法，将污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，和/或，将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段：
步骤4.1，在满足规则1的情况下，对中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中进行进一步分析，判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，如果满足，则将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段；如果不满足，则执行步骤4.2；
步骤4.2，对最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，以及中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段分别进行分析，首先，由于最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上不超标，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段有污染物汇入，确定最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段存在污染源；
其次，采用以下方法，确定中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段是否存在污染源：
步骤4.2.1，当获得中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中后，在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段不存在污染源的假设下，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测；
步骤4.2.2，判断是否满足规则3：C 下预测≥C 下 ，如果满足，代表中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段无污染物汇入，不存在污染源；如果不满足，代表中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段存在污染物汇入，存在污染源。
优选的，步骤4.2.1中，在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段不存在污染源的假设下，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测，具体为：
步骤4.2.1.1，判断中间断面H 中到最下游断面H 下之间是否存在汇入的支流，如果不存在，执行步骤4.2.1.2；如果存在，执行步骤4.2.1.3；
步骤4.2.1.2，采用下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测：
C 下预测=C 中 e (-kx/(86400u))
其中：
k：污染物降解系数；
x：最下游断面H 下和中间断面H 中 之间的距离；
u：河流流速；
步骤4.2.1.3：
（1）将支流与中间断面H 中到最下游断面H 下的主流之间的汇入位置表示为：H 汇入；采用下式，得到在汇入位置H 汇入的主流汇入前的水质监测因子浓度预测值C 主汇入前预测：
C 主汇入前预测=C 中 e (-kx’/(86400u))
x’：中间断面H 中 到汇入位置H 汇入之间的距离；
（2）采用下式，得到在汇入位置H 汇入的主流支流汇合后的水质监测因子浓度预测值C 汇合预测：
C 汇合预测=(Q 主 C 主汇入前预测+Q 支 C 支)/( Q 主+Q 支)
其中：
Q 主：支流汇入主流前的主流流量
Q 支：支流汇入主流前的支流流量；
C 支：支流汇入主流前的水质监测因子浓度实时值；
（3）采用下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测：
C 下预测= C 汇合预测 e (-kx’’/(86400u))
其中：
x”：汇入位置H 汇入到最下游断面H 下之间的距离。
优选的，步骤5具体为：
步骤5.1，进一步确定定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段是否存在汇入的支流，如果存在，则执行步骤5.2；如果不存在，则执行步骤5.3；
步骤5.2，获得支流在汇入位置H 汇入的水质监测因子浓度实时值，即C 支，判断C 支是否大于等于水质监测因子的标准浓度C 标，如果大于等于，则代表支流浓度超标，将支流作为研究河段，溯源定位到支流河段的污染源，同时即为主流河段的污染源；如果小于，则执行步骤5.3；
步骤5.3，将定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段作为超标河段，与所在行政区域的土地利用开发图进行叠加，根据超标河段所在的具体位置，对超标河段两岸区域土地开发利用情况进行分析，确定污染源存在的区域。
本发明提供的一种行政区域界河水质污染的溯源方法具有以下优点：
本发明提供一种行政区域界河水质污染的溯源方法，该方法是基于河流水质输移衰减规律和土地开发，利用二分法原理开展溯源的一种新的技术方法，能够有效提高行政区域界河水质污染溯源的效率。
附图说明
图1为本发明提供的行政区域界河水质污染的溯源方法对应的A、B行政区域的界河段示意图。
图2为本发明提供的以某界河为例研究超标河段示意图；
图3为本发明提供的水质历史监测数据结果图；
图4为本发明提供的步骤4确定的超标河段的示意图；
图5为本发明提供的步骤7确定的超标河段的示意图；
图6为本发明提供的步骤9确定的超标河段的示意图；
图7为本发明提供的步骤12确定的超标河段的示意图；
图8为本发明提供的步骤14确定的超标河段的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种行政区域界河水质污染的溯源方法，该方法是基于河流水质输移衰减规律和土地开发，利用二分法原理开展溯源的一种新的技术方法，能够有效提高行政区域界河水质污染溯源的效率，具体包括以下步骤：
步骤1，将行政区域界河河段作为研究河段；如图1所示，界河两岸分别为A行政区域和B行政区域，根据该研究河段的水质监测历史数据，确定水质超标因子和超标时段；根据所述水质超标因子和所述超标时段，确定水质监测因子和监测时间点；获得所述研究河段的水质监测因子的标准浓度C 标；
步骤2，在研究河段设3个水质监测断面，如图1所示，设置方式为：将研究河段的最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；
当达到所述监测时间点时，实时监测获得最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上、最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下以及中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中；
步骤3，判断是否满足规则1，如果满足，则表明研究河段水质超标，存在排污问题，需要进行污染溯源，则执行步骤4；如果不满足，则表明研究河段的上游出现排污导致研究河段的河流水质超标，此种情况不在本方法研究范围以内。
规则1：C 上≤C 标，并且，C 下 ＞C 标；
步骤4，对各水质监测断面的水质监测因子浓度实时值以及水质监测因子的标准浓度C 标进行综合分析，将污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，和/或，将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段；
本步骤中，采用以下方法，将污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，和/或，将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段：
步骤4.1，在满足规则1的情况下，对中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中进行进一步分析，判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，如果满足，代表在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的河段有污染物汇入，则将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段；如果不满足，则执行步骤4.2；
步骤4.2，对最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，以及中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段分别进行分析，首先，由于最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上不超标，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段有污染物汇入，确定最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段存在污染源；
其次，采用以下方法，确定中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段是否存在污染源：
步骤4.2.1，当获得中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中后，在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段不存在污染源的假设下，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测；
本步骤中，在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段不存在污染源的假设下，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测，具体为：
步骤4.2.1.1，判断中间断面H 中到最下游断面H 下之间是否存在汇入的支流，如果不存在，执行步骤4.2.1.2；如果存在，执行步骤4.2.1.3；
步骤4.2.1.2，采用下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测：
C 下预测=C 中 e (-kx/(86400u))
其中：
k：污染物降解系数；单位1/d；
x：最下游断面H 下和中间断面H 中 之间的距离；单位m；
u：河流流速；单位m/s；
各公式中，浓度的单位均为mg/L；
步骤4.2.1.3：
（1）将支流与中间断面H 中到最下游断面H 下的主流之间的汇入位置表示为：H 汇入；采用下式，得到在汇入位置H 汇入的主流汇入前的水质监测因子浓度预测值C 主汇入前预测：
C 主汇入前预测=C 中 e (-kx’/(86400u))
x’：中间断面H 中 到汇入位置H 汇入之间的距离；
（2）采用下式，得到在汇入位置H 汇入的主流支流汇合后的水质监测因子浓度预测值C 汇合预测：
C 汇合预测=(Q 主 C 主汇入前预测+Q 支 C 支)/( Q 主+Q 支)
其中：
Q 主：支流汇入主流前的主流流量；单位m3/s；
Q 支：支流汇入主流前的支流流量；单位m3/s；
C 支：支流汇入主流前的水质监测因子浓度实时值；
（3）采用下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测：
C 下预测= C 汇合预测 e (-kx’’/(86400u))
其中：
x”：汇入位置H 汇入到最下游断面H 下之间的距离。
步骤4.2.2，判断是否满足规则3：C 下预测≥C 下 ，如果满足，代表中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段无污染物汇入，不存在污染源；如果不满足，代表中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段存在污染物汇入，存在污染源。
通过以上步骤，如果污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，判断该上游河段的长度是否小于设定长度L 0，如果小于，执行步骤5；如果不小于，则将该上游河段作为研究河段，返回步骤2，不断缩小研究河段的范围，直至小于设定长度L 0，执行步骤5；
如果污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段，判断该下游河段的长度是否小于设定长度L 0，如果小于，执行步骤5；如果不小于，则将该下游河段作为研究河段，返回步骤2，不断缩小研究河段的范围，直至小于设定长度L 0，执行步骤5；
步骤5，对定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段进行地理分析，确定污染源位置。其中，设定长度L 0可以设定为1公里。
步骤5具体为：
步骤5.1，进一步确定定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段是否存在汇入的支流，如果存在，则执行步骤5.2；如果不存在，则执行步骤5.3；
步骤5.2，获得支流在汇入位置H 汇入的水质监测因子浓度实时值，即C 支，判断C 支是否大于等于水质监测因子的标准浓度C 标，如果大于等于，则代表支流浓度超标，将支流作为研究河段，溯源定位到支流河段的污染源，同时即为主流河段的污染源；如果小于，代表支流不超标，支流对主流无污染影响，则执行步骤5.3；
步骤5.3，将定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段作为超标河段，与所在行政区域的土地利用开发图进行叠加，根据超标河段所在的具体位置，对超标河段两岸区域土地开发利用情况进行分析，并开展污染源现场调查，确定污染源存在的区域。
本发明提供的一种行政区域界河水质污染的溯源方法，具有以下优点：
1、本方法可以准确、高效的确定行政界河的超标河段和污染源。2、具有成本低、技术难度小，操作方便的特点。
下面将结合案例和附图，介绍本发明一个具体实施例，需要强调的是，本实施例和附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
步骤1、以图2所示行政区域界河河段作为研究河段，该研究河段长度为32km，水质标准为IV类。
分析研究河段最下游断面H 下的水质历史监测数据，如图3所示，从图3的数据显示可以看出，水质超标因子为COD，超标时段在中午12：00—下午8：00之间。由此将COD作为水质监测因子，中午12：00—下午8：00之间作为监测时间点。确定水质监测因子的标准浓度C 标为40mg/L。
步骤2、在研究河段设3个水质监测断面，分别为：最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；
因此，针对研究河段的3个水质监测断面进行水质监测，水质监测因子为COD，监测时间为下午6：00。监测结果：最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上为17.62 mg/L；最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下为45.7 mg/L；中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中为17.5mg/L。
步骤3，判断是否满足规则1：
规则1：C 上≤C 标，并且，C 下 ＞C 标；
经判断，满足规则1，表明研究河段水质超标，存在排污问题，需要进行污染溯源，则执行步骤4；
步骤4，对中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中进行进一步分析，判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，经判断，满足规则2，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中未超标，因此，代表在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的河段有污染物汇入，则将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段；该下游河段为超标河段，河段长度L 中下=16公里，见图4，将该超标河段作为研究河段。
步骤5，根据最新分析出的研究河段，长度为16公里，按照步骤2，在最新分析出的研究河段设3个水质监测断面，分别为：最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；并针对最新的3个水质监测断面进行水质监测，水质监测因子为COD，监测时间为下午6：00。
监测结果：最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上为18.3mg/L；最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下为47.7 mg/L；中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中为49.8mg/L。
步骤6，按照步骤3，判断是否满足规则1，经判断，满足规则1，表明研究河段水质超标，存在排污问题，需要进行污染溯源，则执行步骤7；
步骤7，判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，经判断，不满足规则2，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中和最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下均超标，首先，由于最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上不超标，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段有污染物汇入，确定最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段存在污染源，该河段为超标河段，河段长度L 上中=8公里，见图5，将该超标河段作为研究河段。
其次，采用以下方法，确定中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段是否存在污染源：
1）根据下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测=48.77；
C 下预测=C 中 e (-kx/(86400u))
其中：
k=0.18（1/d），x=8000（m），u=0.8（m/s）；
2）判断是否满足规则3：C 下预测≥C 下 ，经判断，满足规则3，因此，中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段无污染物汇入，不存在污染源；
步骤8，通过步骤7，将最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段作为最新分析出的研究河段，长度为8公里，通过步骤2，在最新分析出的研究河段设3个水质监测断面，分别为：研究河段的最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；
监测结果：最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上为17.8mg/L；最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下为53 mg/L；中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中为54mg/L。
步骤9，判断是否满足规则1，经比较确定，满足规则1，进一步判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，经比较确定，不满足规则2，因此，可判断出最下游断面H 下和中间断面H 中的水质监测因子浓度超标，首先，由于最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上不超标，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段有污染物汇入，确定最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段存在污染源，如图6所示，该河段为超标河段，河段长度为L 上中 =4公里，将该超标河段作为研究河段。
其次，采用以下方法，确定中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段是否存在污染源：
1）采用下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测=53.41（mg/L）：
C 下预测=C 中 e (-kx/(86400u))
其中：
k=0.18（1/d），x=4000（m），u=0.76（m/s）；
2）判断是否满足规则3：C 下预测≥C 下 ，经判断，满足规则3，因此，中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段无污染物汇入，不存在污染源；
步骤10，通过步骤9，将最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段作为最新分析出的研究河段，长度为4公里，按照步骤2，在最新分析出的研究河段设3个水质监测断面，分别为：最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；并针对最新的3个水质监测断面进行水质监测，水质监测因子为COD，监测时间为下午6：00。
监测结果：
最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上为17.4mg/L；最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下为54.4 mg/L；中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中为55mg/L。
步骤11，按照步骤3，判断是否满足规则1，经判断，满足规则1，表明研究河段水质超标，存在排污问题，需要进行污染溯源，则执行步骤12；
步骤12，判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，经判断，不满足规则2，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中和最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下均超标，首先，由于最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上不超标，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段有污染物汇入，确定最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段存在污染源，该河段为超标河段，河段长度L 上中=2公里，见图7，将该超标河段作为研究河段。
其次，采用以下方法，确定中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段是否存在污染源：
1）根据下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测=54.72；
C 下预测=C 中 e (-kx/(86400u))
其中：
k=0.18（1/d），x=2000（m），u=0.83（m/s）；
2）判断是否满足规则3：C 下预测≥C 下 ，经判断，满足规则3，因此，中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段无污染物汇入，不存在污染源；
步骤13，通过步骤12，将最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段作为最新分析出的研究河段，长度为2公里，通过步骤2，在最新分析出的研究河段设3个水质监测断面，分别为：研究河段的最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；
监测结果：最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上为18.0mg/L；最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下为54.6mg/L；中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中为19.2mg/L。
步骤14，判断是否满足规则1，经比较确定，满足规则1，进一步判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，经比较确定，满足规则2，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中未超标，因此，代表在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的河段有污染物汇入，将中间断面H 中到最下游断面H 下之间的河段作为超标河段。超标河段的河段长度L 中下=1公里，见图8，将该超标河段作为研究河段。
步骤15，由于超标河段的河段长度小于等于1公里，因此，将超标河段与界河两岸所在行政区域的土地利用开发图进行叠加，根据超标河段所在的具体位置，对超标河段两岸区域土地开发利用情况进行分析，确定污染可能存在的区域，并开展污染源现场调查，最终判断出污染源头。
本发明提供一种行政区域界河水质污染的溯源方法，该方法是基于河流水质输移衰减规律和土地开发，利用二分法原理开展溯源的一种新的技术方法，能够有效提高行政区域界河水质污染溯源的效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种行政区域界河水质污染的溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将行政区域界河河段作为研究河段；根据该研究河段的水质监测历史数据，确定水质超标因子和超标时段；根据所述水质超标因子和所述超标时段，确定水质监测因子和监测时间点；获得所述研究河段的水质监测因子的标准浓度C 标；
步骤2，将研究河段的最上游断面H 上、最下游断面H 下、位于最上游断面H 上和最下游断面H 下之间的中间断面H 中作为水质监测断面；
当达到所述监测时间点时，实时监测获得最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上、最下游断面H 下的水质监测因子浓度实时值C 下以及中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中；
步骤3，判断是否满足规则1，如果满足，则表明研究河段水质超标，存在排污问题，需要进行污染溯源，则执行步骤4；
规则1：C 上≤C 标，并且，C 下 ＞C 标；
步骤4，对各水质监测断面的水质监测因子浓度实时值以及水质监测因子的标准浓度C 标进行综合分析，将污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，和/或，将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段；
如果污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，判断该上游河段的长度是否小于设定长度L 0，如果小于，执行步骤5；如果不小于，则将该上游河段作为研究河段，返回步骤2，不断缩小研究河段的范围，直至小于设定长度L 0，执行步骤5；
如果污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段，判断该下游河段的长度是否小于设定长度L 0，如果小于，执行步骤5；如果不小于，则将该下游河段作为研究河段，返回步骤2，不断缩小研究河段的范围，直至小于设定长度L 0，执行步骤5；
步骤4中，采用以下方法，将污染源定位于最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，和/或，将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段：
步骤4.1，在满足规则1的情况下，对中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中进行进一步分析，判断是否满足规则2：C 中 ≤C 标，如果满足，则将污染源定位于中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段；如果不满足，则执行步骤4.2；
步骤4.2，对最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段，以及中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段分别进行分析，首先，由于最上游断面H 上的水质监测因子浓度实时值C 上不超标，中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中超标，因此，最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段有污染物汇入，确定最上游断面H 上到中间断面H 中之间的上游河段存在污染源；
其次，采用以下方法，确定中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段是否存在污染源：
步骤4.2.1，当获得中间断面H 中的水质监测因子浓度实时值C 中后，在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段不存在污染源的假设下，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测；
步骤4.2.1中，在中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段不存在污染源的假设下，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测，具体为：
步骤4.2.1.1，判断中间断面H 中到最下游断面H 下之间是否存在汇入的支流，如果不存在，执行步骤4.2.1.2；如果存在，执行步骤4.2.1.3；
步骤4.2.1.2，采用下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测：
C 下预测=C 中 e (-kx/(86400u))
其中：
k：污染物降解系数；
x：最下游断面H 下和中间断面H 中 之间的距离；
u：河流流速；
步骤4.2.1.3：
（1）将支流与中间断面H 中到最下游断面H 下的主流之间的汇入位置表示为：H 汇入；采用下式，得到在汇入位置H 汇入的主流汇入前的水质监测因子浓度预测值C 主汇入前预测：
C 主汇入前预测=C 中 e (-kx’/(86400u))
x’：中间断面H 中 到汇入位置H 汇入之间的距离；
（2）采用下式，得到在汇入位置H 汇入的主流支流汇合后的水质监测因子浓度预测值C 汇合预测：
C 汇合预测=(Q 主 C 主汇入前预测+Q 支 C 支)/( Q 主+Q 支)
其中：
Q 主：支流汇入主流前的主流流量
Q 支：支流汇入主流前的支流流量；
C 支：支流汇入主流前的水质监测因子浓度实时值；
（3）采用下式，得到最下游断面H 下的水质监测因子浓度预测值C 下预测：
C 下预测 = C 汇合预测 e (-kx’’/(86400u))
其中：
x’’：汇入位置H 汇入到最下游断面H 下之间的距离；
步骤4.2.2，判断是否满足规则3：C 下预测≥C 下 ，如果满足，代表中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段无污染物汇入，不存在污染源；如果不满足，代表中间断面H 中到最下游断面H 下之间的下游河段存在污染物汇入，存在污染源；
步骤5，对定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段进行地理分析，确定污染源位置；
步骤5具体为：
步骤5.1，进一步确定定位到的小于设定长度L 0的上游河段和/或下游河段是否存在汇入的支流，如果存在，则执行步骤5.2；如果不存在，则执行步骤5.3；
步骤5.2，获得支流在汇入位置H 汇入的水质监测因子浓度实时值，即C 支，判断C 支是否大于等于水质监测因子的标准浓度C 标，如果大于等于，则代表支流浓度超标，将支流作为研究河段，溯源定位到支流河段的污染源，同时即为主流河段的污染源；如果小于，则执行步骤5.3；
步骤5.3，将定位到的小于设定长度L 0
的上游河段和/或下游河段作为超标河段，与所在行政区域的土地利用开发图进行叠加，根据超标河段所在的具体位置，对超标河段两岸区域土地开发利用情况进行分析，确定污染源存在的区域。
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